47-48学时.ppt

5.2.3 蒸发器的生产能力和生产强度 5.2 单效蒸发 5.2.1 溶液的沸点和温度差损失 5.2.2 单效蒸发的计算 第5章 蒸发 生产能力 一、蒸发器的生产能力 用单位时间内蒸发的水分量，即蒸发量表示，其单位为kg/h。 蒸发器生产能力的大小取决于通过传热面的传热速率Q，因此也可以用蒸发器的传热速率来衡量其生产能力。 二、蒸发器的生产强度 生产强度 单位传热面积上单位时间内蒸发的水量，用U表示，其单位为kg/（m2?h），即 生产强度是评价蒸发器优劣的重要指标。对于给定的蒸发量而言，生产强度越大，则所需的传热面积越小，因而蒸发设备的投资越省。 若为沸点进料，且忽略蒸发器的热损失，则 欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高蒸发器的总传热系数K和传热温度差。 二、蒸发器的生产强度 5.3 多效蒸发 第5章 蒸发 1kg生蒸汽可蒸发的水分量，即 加热蒸汽的经济性 多效蒸发中通过二次蒸汽的再利用而提高加热蒸汽的经济性。 理论上，单效的D/W≈1，双效的D/W≈1/2，三效的D/W≈1/3，…，n效的D/W≈1/n。若考虑实际上存在的各种温度差损失和蒸发器的热损失等，则多效蒸发时便达不到上述的经济性。表5-3列出最小的(D/W)min值。 5.3 多效蒸发 5.3.1 多效蒸发的操作流程 第5章 蒸发 一、并流(顺流)加料法的蒸发流程 图5-16 并流加料的三效蒸发装置流程示意图 优点 后效蒸发室的压强要比前效的低，故溶液在效间的输送可以利用效间的压强差，而不必另外用泵。 后效溶液的沸点较前效的低，故前效的溶液进入后效时，会因过热而自动蒸发(称为自蒸发或闪蒸)，因而可以多产生一部分二次蒸汽。 一、并流(顺流)加料法的蒸发流程 缺点 由于后效溶液的组成较前效的高，且温度又较低，所以沿溶液流动方向的组成逐渐增高，致使传热系数逐渐下降，这种情况在后二效中尤为严重。 一、并流(顺流)加料法的蒸发流程 二、逆流加料法的蒸发流程 图5-17 逆流加料法的三效蒸发装置流程示意图 溶液的组成沿着流动方向不断提高，同时温度也逐渐上升，因此各效溶液的黏度较为接近，使各效的传热系数也大致相同。 优点 缺点 效间的溶液需用泵输送，能量消耗较大，且因各效的进料温度均低于沸点，与并流加料法相比较，产生的二次蒸汽量也较少。 二、逆流加料法的蒸发流程 三、平流加料法的蒸发流程 图5-18 平流加料法的三效蒸发装置流程示意图 5.3.2 多效蒸发的计算（自学） 5.3.3 多效蒸发和单效蒸发的比较 5.3 多效蒸发 5.3.1 多效蒸发的操作流程 第5章 蒸发 一、溶液的温度差损失 图5-19 单效、双效、三效蒸发装置中的温度差损失 二、经济效益 多效蒸发提高了加热蒸汽的利用率，即经济效益。对于蒸发等量的水分而言，采用多效时所需的加热蒸汽较单效时少。不同效数的单位蒸汽耗量已列于表5-3中。 在工业生产中，若需蒸发大量的水分，宜采用多效蒸发。 三、蒸发器的生产能力和生产强度 由传热速率方程式知 单效 三效 若各效的总传热系数取平均值K，且各效的传热面积相等，当蒸发操作中没有温度差损失时，则三效的总传热速率为 ， ， 三效蒸发和单效蒸发的传热速率基本上相同，因此生产能力也大致相同。 但生产强度不相同，即三效蒸发时的生产强度(单位传热面积的蒸发量)约为单效蒸发时的三分之一。 多效蒸发中，加热蒸汽经济性的提高是以降低蒸发强度为代价换得的。 三、蒸发器的生产能力和生产强度 四、多效蒸发中效数的限制及最佳效数 多效蒸发的效数应有一定的限制： ①随着效数增加，温度差损失加大； ②随着效数的增加，虽然(D/W)min不断减小，但所节省的蒸汽消耗量也越来越少； ③随着效数增加，蒸发强度不断降低，设备投资费用增大。 最佳效数要通过经济权衡决定，单位生产能力的总费用最低时的效数即为最佳效数。